基于MASH结构的多级电源调制器设计

　　2阶MASH调制器有四种输出：2、1、0、-1，正好可用作四级开关电源的控制，如图4所示。MASH调制器输出2时，电压最高的电源打开，其余三个电源关断;输出-1时，打开电压最低的电源，其余关断;输出1或0时，同理。

　　假设这四级开关电源的电压从低到高依次为，由于MASH2调制器的输入在0～1之间，因此电源调制器的输出在之间，为了扩大电源的输出范围，需要MASH1和MASH2相结合。当输出电压在之间，使用MASH1;电压在之间，使用MASH2;电压在之间，使用MASH1。这种一阶和二阶MASH相结合的方式同时兼顾了输出电压范围和纹波大小。包络的采样值可分为整数和小数部分，假设采样ADC为10bit，高2bit为整数部分，有00、01、10三种取值，低8bit作为小数部分输入到MASH调制器，输入包络与输出电压之间的关系见表1所示。

　　由此，可计算得到电源调制器输出电压为：

　　其中第一项为对输入信号包络的跟踪输出电压，第二项即为电源的纹波，由于量化噪声被系数整型，因此纹波的能量都集中在高频。

　　MASH调制器的FPGA实现

　　如图5所示的一个累加器，传输函数为：

　　因此一个累加器即可实现一阶Sigma-Delta调制器结构，加法器的进位输出即为1bit量化输出，而加法器的和是量化误差的相反数。

　　前文所描述的MASH1和MASH2相结合的控制电路如图6所示。 为2bit整数部分，用以选择MASH1或MASH2的译码输出。 为8bit小数部分，范围在0～1之间，作为MASH调制器的输入。该电路在Xilinx的Spartan 3E平台上实现。